Cavalieri prensibi kullanılarak bilgisayarlı tomografi ve manyetik rezonans görüntüleri üzerinden hacim hesaplanması ve klinik kullanımı

Abstract

Toplam hacim değeri, deneysel çalışmalarda olduğu kadar, klinikte teşhis, tedavi veya tedavinin planlanmasında sıklıkla kullanılan bir değerdir. Genellikle fizik muayene sırasında incelenen yapının şekli ve büyüklüğü hakkında göreceli bir bilgi edinilmeye çalışılır. Bu değerlendirme, incelenen organ ya da organ içindeki bir bileşeninin hacim değişiklikleri hakkında yapılan subjektif bir değerlendirmedir. Aynı şekilde bilgisayarlı tomografi (BT) veya manyetik rezonans (MR) görüntüleme gibi radyolojik görüntüleme yöntemleri ile ilgilenilen yapının yapısal bütünlüğünün göstergesi olan gerçek hacim veya bileşen hacim değişiklikleri değerlendirilir. Bu değerlendirmeler sonucunda ilgilenilen yapının normal olup olmadığına, uygulanacak tedavinin planlanmasına veya uygulanan tedavinin sonuçlarına yönelik değerlendirmeler yapılır. Genel uygulamada hekimin aldığı eğitim ve meslek tecrübesi BT ya da MR görüntülerinin yorumlanması sırasında ön plana çıkar. Görüntüler üzerinde yapılan değerlendirmelerin biyolojik yorumları doğru olsa bile subjektif olmaları nedeniyle nicelik hakkında sınırlı bilgiler sağlayabilir. Son yıllarda klinik uygulamalarda radyolojik tetkiklerden elde edilen görüntüler üzerinde hacim hesaplama yöntemi olarak Cavalieri Prensibi’nin sıklıkla uygulandığı gözlenmektedir. BT ya da MR görüntüleri üzerinde yapılan son çalışmalar incelendiğinde sınırları ayırt edilebilen normal ya da patolojik bir yapının hacminin Cavalieri Prensibi ile kolayca hesaplanabildiği görülür. Makalede BT ve MR görüntüleri üzerinde Cavalieri Prensibi’nin uygulanabilirliğinin tartışılmasının yanı sıra BT ile elde edilen lumbar vertebra görüntülerinden yararlanarak vertebra cisminin (L1) hacmi üzerinde örnek bir hesaplama yapılacaktır.

Total volume determination is important not only in experimental studies, but in clinical diagnosis, therapy and follow-up as well. Often only an approximation of the shape and size of the structure under examination is obtainable. This approximation is usually a subjective assessment of a particular structure or its components. Total volume, which is an indicator of the structural integrity of an organ or the volumetric alterations of its components, may be more accurately assessed using computed tomography (CT) scanning or magnetic resonance imaging (MRI). As a result of these assessments, conclusions may be drawn with regard to the pathologies associated with the structure of interest that may be relevant to the planning and evaluation of subsequent therapy. The training and experience of the physician is crucial during the evaluation of CT or MRI examinations. Given that the assessments made are indeed appropriate, they may nevertheless provide only limited quantitative information due to their inherently subjective nature. Recently, the Cavalieri principle (CP), which is a stereological volume estimation method, has been applied as an aid in the assessment of radiological images. It has been shown that the volume of normal and/or pathological structures capable of being delineated from neighboring structures on CT or MRI may be readily estimated by utilizing CP. In this study, the applicability of CP on CT scans or MRI is discussed and a sample calculation of vertebral body (L1) volume using lumbar vertebral images on CT is presented.